Desenvolvimento de sensores de gás baseados em nanoestruturas de WO3 decoradas com perovskitas de haleto operando a temperaturas próximas da ambiente

• Processo: 21/07214-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Pesquisa
• Data de Início da vigência: 24 de maio de 2022
• Data de Término da vigência: 23 de março de 2023
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Luís Fernando da Silva
• Beneficiário: Luís Fernando da Silva
• Pesquisador Anfitrião: Eduard Llobet
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Universitat Rovira i Virgili (URV), Espanha
• Vinculado ao auxílio: 13/07296-2 - CDMF - Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais, AP.CEPID
• Assunto(s): Haletos Materiais nanoestruturados Propriedades elétricas Óxidos metálicos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Haletos | nanoestruturas | Óxidos metálicos semicondutores | propriedades elétricas | Sensores resistivos de gás | Óxidos Metálicos Semicondutores aplicados como Sensores

Resumo

O desenvolvimento de eficientes dispositivos sensores pode tornar o monitoramento da poluição do ar mais acessível além de ser essencial para acelerar as reduções da emissão de poluentes na atmosfera. Sensores de gás baseados em óxidos metálicos (MOXs) têm chamado a atenção devido ao seu desempenho na detecção de diversos analitos, principalmente gases tóxicos. Os sensores de gás tradicionais têm sido baseados nos compostos SnO2, In2O3 e WO3, os quais normalmente funcionam em torno de 200oC; esta temperatura relativamente tem se tornado uma barreira para sua aplicação comercial. Dessa forma, materiais sensores operando em temperaturas relativamente baixas (20 a 50oC) são uma alternativa promissora para se obter dispositivos de baixo consumo energético, assim facilitando sua comercialização. Entre os MOXs que apresentam desempenho superior como material de detecção, o trióxido de tungstênio (WO3) tem se destacado. O WO3 tem sido utilizado como sensor de gás fotoativado por luz ultravioleta (UV), no entanto, a rápida recombinação de portadores fotogerados reduz seu desempenho sensor. O carregamento/decoração de WO3 com perovskitas de haleto de chumbo pode ser uma estratégia eficiente para melhorar as propriedades sensoras. Essas perovskitas exibem propriedades muito interessantes, principalmente um maior tempo de vida dos portadores de carga. Desta forma, este projeto de pesquisa propõe a preparação de filmes de WO3 puros e decorados com perovskitas de haleto de chumbo (APbX3) visando a aplicação como camada sensora para a detecção de compostos orgânicos voláteis (VOCs). As amostras obtidas serão investigadas empregando técnicas convencionais e avançadas. Com relação ao desempenho de detecção de gás, as medições elétricas serão realizadas com e sem radiação luminosa (visível ou UV) usando diferentes analitos e porcentagens de umidade. Ao final deste projeto, espera-se o desenvolvimento de dispositivos sensores eficientes operando próximo à temperatura ambiente (com ou sem ativação de luz). Este projeto de pesquisa será desenvolvido em cooperação com o Professor Eduard Llobet, professor titular da Universitat Rovira i Virgili, Espanha. (AU)